• 한국식품영양과학회지
• /
• 제42권5호
• /
• pp.697-704
• /
• 2013

본 실험에서는 primary culture된 연골세포 in vitro 실험모델과 MIA로 유발한 골관절염 in vivo 실험모델을 이용하여 꾸지뽕나무 잎 추출물의 관절염 예방 효과를 확인하였다. 먼저 MTT 시험법을 통해 세포 사용 적정농도를 $500{\mu}g/mL$ 이하로 결정하여 연골세포사멸 억제를 확인하고, 이를 근간으로 골관절염 동물실험 모델에서 골관절염 예방효과를 확인하였다. $H_2O_2$ 처리에 따른 산화적 독성으로 연골세포 사멸을 유도한 실험에서 꾸지뽕 잎 추출물은 정상세포 수준으로 사멸을 억제하였으며, 이러한 효과는 CTL80의 $200{\mu}g/mL$, CTL10의 $300{\mu}g/mL$ 농도에서 비교적 높게 나타났다. 교원질 합성을 억제하고 분해를 촉진시키는 MMPs(MMP-7, MMP-13)의 발현을 실시간 정량 PCR로 측정하여 발현변화를 살펴보았다. 그 결과 앞선 세포실험 결과와 마찬가지로 CTL80과 CTL10 처리군에서 발현이 유의적으로 낮아졌음을 살펴볼 수 있었다. 특히 CTL80에서 MMP-7과 MMP-13의 발현이 농도 유의적으로 감소하였으며, CTL10의 경우 200, $300{\mu}g/mL$ 농도에서 유의적으로 발현이 감소하는 것을 확인하였다. 세포실험 결과를 바탕으로 동물실험에서의 적정농도를 결정하였으며, 동물독성실험 결과 이상이 없음을 확인하고 실험을 진행하였다. 이때 세포실험결과 선정된 두농도(200, $300{\mu}g/mL$) 간의 차이가 미미하여 동물실험에 적용할 경우 비슷한 실험결과가 나타날 것으로 사료되어 두 실험군 간의 결과를 정확히 구분 짓기 위해 200, $500{\mu}g/mL$ 농도를 선정하여 사용하였다. 골관절염 유발 동물모델을 만들기 위해 SD rat의 관절강에 MIA를 injection 하였으며, 꾸지뽕 잎 에탄올 추출물 투여에 따른 관절염 예방 효과를 관찰하기 위해 관절염 유발 2주일 전부터 1일 1회 경구투여를 실시하고, 유발 후 3주간 지속적으로 투여하고 관찰하였다. 동물 관절의 병리학적 변화를 관찰하기 위하여 Micro-CT 촬영 및 분석을 실시한 결과 Control 군은 골의 강도와 밀도가 감소한 반면, 양성대조군인 MTX 투여군에서 정상군과 비슷한 수준으로 회복된 것을 확인하였고, CTL80-200군과 CTL10-500군에서 Control 군에 비해 유의적으로 수치가 감소하여 골관절염에 따른 손상이 감소한 것을 확인하였다. 동물의 관절조직의 H&E 염색을 통한 조직학적인 변화에서는 골관절염 유발로 연골세포의 손상과 뼈조직의 손상을 관찰하였으며 관절형태를 알아볼 수 없을 정도로 손상된 것을 확인하였다. 반면 CTL80과 CTL10에서는 관절강 세포의 형태가 정상군과 비슷한 둥근모양을 띤 양상을 보였으며 연골조직의 형태가 잘 유지되어 Control 군에 비해 꾸지뽕잎의 투여효과가 나타났음을 관찰하였다. 이상의 결과를 통하여 꾸지뽕 잎 에탄올 추출물은 높은 항관절염 효과가 있을 것으로 사료되며, 항관절염 효능을 지니는 기능성 소재로써 개발 가능성을 확인하였다.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제43권5호
• /
• pp.631-640
• /
• 2014

본 실험에서는 primary culture된 연골세포 in vitro 실험모델과 MIA로 유발한 골관절염 in vivo 실험모델을 이용하여 보스웰리아 추출물의 골관절염 예방 효과를 확인하였다. 먼저 MTT 시험법을 통해 세포 사용 적정농도를 $20{\mu}g/mL$ 이하로 결정하여 연골세포 사멸 억제를 확인하고, 이를 근간으로 골관절염 동물실험 모델에서 골관절염 예방 효과를 확인하였다. $H_2O_2$ 처리에 따른 산화적 독성으로 연골세포 사멸을 유도한 실험에서 보스웰리아 추출물은 유의적으로 세포사멸을 억제하였으며 이러한 효과는 $5{\sim}20{\mu}g/mL$ 사이농도에서 비교적 높게 나타났다. 세포실험에서는 골관절염 발병에 따라 관절연골에 영향을 미치는 염증인자에 대한 기전연구를 진행하였으며, 연골세포에 LPS를 처리하여 염증을 유도한 후 보스웰리아 추출물의 효과를 확인한 실험 결과 면역과 염증반응을 조절하는 nuclear transcription factor ${\kappa}B(NF{\kappa}B)$, 염증관련 cytokine IL-6, TNF-${\alpha}$의 발현이 모두 보스웰리아 추출물 처리 시 유의적으로 감소하는 것으로 나타났으며 특히 $20{\mu}g/mL$ 농도에서 가장 효과가 뚜렷하고 일관되게 확인되었다. 또한 이들 cytokine에 의해 생성되는 COX-2 발현과 COX-2에 자극 받아 생성이 촉진되는 PGE2 생성을 확인한 결과 역시 $20{\mu}g/mL$ 농도에서 가장 효과적으로 생성이 억제되어 염증을 조절하는 것으로 나타났다. 특히 보스웰리아의 기능성분으로 알려진 보스웰릭산(boswellic acids)에 의해 억제되는 5-LO의 경우, 염증반응 유발의 핵심인자를 생성하는 효소로 알려져 있으며 이를 직접적으로 저해하는 것으로 알려진 보스웰리아의 효능을 확인 하고자 실험을 진행하였다. 실험 결과 염증을 유도한 연골세포에서 보스웰리아 추출물의 처리에 따라 5-LO 활성이 감소하였으며, 이는 곧 보스웰리아 추출물이 염증을 유발 핵심효소인 5-LO 활성을 효과적으로 억제함으로써 연골세포 보호 효과를 나타낸 것이다. 세포실험에서의 기전 결과를 바탕으로 골관절염을 유발한 동물모델에서의 보스웰리아 추출물의 섭취에 따른 효과가 나타날 것으로 기대되어 관절염 유발 동물모델에서 보스웰리아 추출물의 효능검증 실험을 진행하였으며, 세포실험 결과 및 기존의 연구내용을 참고하여 동물에서 보스웰리아의 섭취 농도를 50 mg/kg, 100 mg/kg 및 200 mg/kg으로 결정하고 AIN-93G diet에 보스웰리아 추출물 분말을 섞어 보스웰리아 diet를 제작하여 실험기간 동안 제공하였다. 골관절염 유발 동물모델을 만들기 위해 SD rat의 관절강에 MIA를 injection 하였으며, 보스웰리아 추출물 섭취에 따른 관절염 예방 효과를 관찰하기 위해 관절염 유발 2주일 전부터 제작된 식이를 제공하고 유발 후 3주간 지속적으로 식이 제공 및 관찰하였다. 연골의 주요 구성 성분인 collagen 및 aggrecan은 골관절염 발병 시 여러 인자에 의해 분해되는 것으로 알려져 있으며, 골관절염 유발동물모델에서 collagen type I, collagen type II 및 aggrecan 유전자 발현을 실시간 정량 PCR로 측정하여 변화를 살펴보았다. 그 결과 골관절염 유발 sham군에 비해 보스웰리아 추출물 섭취군에서 유의적으로 collagen type I, collagen type II 및 aggrecan 발현이 증가하였으며, 특히 BW200군에서 CLX 약물대조군과 비슷한 수준으로 발현이 증가하여 관절연골의 보호 효과가 가장 좋은 것으로 확인되었다. 교원질 합성을 억제하고 분해를 촉진시키는 MMPs(MMP-3, MMP-9, MMP-13)의 발현을 실시간 정량 PCR로 측정하여 발현 변화를 살펴보았다. 그 결과 앞선 다른 실험 결과와 마찬가지로 보스웰리아 섭취군에서 MMPs 유전자 발현이 유의적으로 낮아졌음을 살펴볼 수 있었다. 특히 BW200군에서 MMPs 발현이 유의적으로 감소하였으며, 관절염에 효과적으로 사용되는 약물인 CLX 투여 양성대조군과 비슷한 수치를 나타내었다. 이상의 결과를 통하여 보스웰리아 추출물은 골관절염에서 관절연골의 보호 효과가 있으며, 이는 골관절염 발생 시 나타나는 염증발현의 기전적인 측면뿐만 아니라 골관절염 유발 동물에서 섭취 효능까지 모두 일관되게 나타나 골관절염에서의 기능성 소재로써 개발가능성이 충분할 것으로 생각된다. 또한 추후 실험을 통해 골관절염이 유발된 동물에서 보스웰리아 추출물 섭취 시 관절연골의 형태학적인 변화 및 골상태의 분석과 더불어 관절염 유발 동물의 관절연골 및 혈액학적 분석을 진행하여 동물에서 기전적 측면을 보완하고 보스웰리아 추출물 효능에 대한 추가적인 검증을 하고자 한다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
• /
• 제51권10호
• /
• pp.1112-1117
• /
• 2008

목 적: 해마 절편 배양에서 산소-포도당 박탈(oxygen-glucose deprivation, OGD)에 의한 세포 사망과 신경 세포 사멸을 propidium iodide(PI) 섭취, Fluoro-Jade(FJ) 염색, TUNEL 염색, caspase-3 면역형광염색 방법으로 관찰하고자 하였다. 방 법: 생후 7일된 Sprague-Dawley 흰쥐의 해마를 MacIlwain chopper로 $350{\mu}m$ 두께의 절편으로 절단하였다. 해마 절편을 6-well plate의 insert 내의 반 유공(sem-porous) 막 위에서 membrane-interface technique으로 10일 동안 배양하였다. 배양된 해마 절편에 산소-포도당 박탈을 60분 동안 가한 후 재산소-재관류하에 기초 배양액에서 48시간 배양하였다. 재산소-재관류 동안 PI 섭취 형광 정도를 시간에 따라 형광 현미경으로 관찰하고 세포사망 백분율(percent cell death)을 측정하였다. 산소-포도당 박탈 직전과 24 시간 후에 해마 절편을 $15{\mu}m$ 두께로 냉동 절단 후 FJ 염색, TUNEL 염색, caspase-3 면역형광염색을 시행하여 세포 사망을 관찰하였다. 결과: OGD 후 PI 섭취 는 해마 절편의 CA1과 DG에 한정되어있었다. OGD 후 재산소-재관류 동안 6시간에서 48시간까지 PI 섭취 형광 강도는 시간이 증가함에 따라 증가하였다. 세포 사망 백분율은 CA1과 DG에서 모두 OGD 후 재산소-재관류 시간이 증가함에 따라 의미 있게 증가하였다(P<0.05). OGD 후 24시간에 세포 변성을 의미하는 많은 FJ 염색 양성 신경 세포 들이 CA1과 DG에서 관찰되었다. 고배율 confocal laser 현미경으로 관찰한 CA1에서의 신경 세포들 중 일부는 명확한 핵과 돌기를 가지고 있는 것을 보여 주었으며, 다른 신경 세포들은 핵의 분절화, 돌기의 손실 등을 보여 주었다. TUNEL 염색과 caspase-3 염색은 OGD 후 24시간에 CA1과 DA에서 TUNEL 양성 발현을 증가시키고 caspase-3 발현을 증가시켰다. 결 론: 해마 절편 배양에서 산소-포도당 박탈 에 의한 다수의 세포 사망을 관찰할 수 있었다. 사망한 세포 들은 주로 신경 세포의 caspase-3 활성화에 의해 매개된 사멸을 보였다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
• /
• 제46권8호
• /
• pp.789-794
• /
• 2003

목 적: 신생 흰쥐의 뇌에 저산소-허혈을 유발하여 선조체 monoamine과 그 대사물들의 변화를 관찰하여, 저산소-허혈 손상 시 dopamine과 monoamine의 역할을 관찰하고자 하였다. 방 법 : 생후 5-6일 된 신생 흰쥐의 우측 총경동맥을 결찰 후 우측 선조체에 microdialysis probe를 삽입하였다. 2시간 동안의 안정기를 거친 후, probe를 통해 기저치를 수집하고, 바로 8% 산소에 2시간 동안 노출시키고, 2시간 동안 회복시키며 20분 간격으로 수집한 샘플을 HPLC를 통해 분석하였다. 결 과 : 1) Dopamine은 저산소-허혈기에 급격히 증가하는 경향을 보였으나 통계적 유의성은 없었다(P>0.05). 2) DOPAC은 저산소-허혈 동안 기저치의 $23.0{\pm}4.2%$까지 감소하였다가, 재산소화 동안에 기저치의 $120.8{\pm}54.9%$까지 증가하였다(P<0.05). 3) HVA는 DOPAC과 같은 변화를 보였으나 덜 현저하였고, 저산소-허혈 동안 기저치의 $35.3{\pm}7.6%$까지 감소하였다가 재산소화 동안에 $105.8{\pm}32.3%$까지 회복되었다(P<0.05). 4) NE은 저산소-허혈 노출과 재산소화 동안 유의한 변화를 보이지 않았다(P>0.05). 5) 5-HIAA는 저산소-허혈 동안 서서히 감소하였다가 재산소화 동안 증가하였고, 그 변화는 통계적으로 유의하였다(P<0.05). 6) 실험 중 serotonin은 검출되지 않았다. 결 론: 저산소-허혈은 미성숙 신생 횐쥐의 뇌 선조체의 monoamine 대사에 영향을 끼쳤으며, 이 결과는 monoamine, 특히 dopamine과 그 대사물들이 신생 흰쥐 뇌의 저산소-허혈손상의 기전에 중요한 역할을 할 수 있다는 가능성을 제시한다.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제43권10호
• /
• pp.1500-1509
• /
• 2014

본 연구는 위 벽세포 in vitro 실험모델과 알코올로 위를 자극한 in vivo 실험모델을 이용하여 매스틱 검의 위산 분비 억제 및 위장 점막 보호 효과를 확인하고자 하였다. 위 조직의 병리학적인 관찰을 통하여 효과를 관찰한 결과 알코올로 위를 자극한 군에서 위 점막 조직의 손상과 표면 상피세포의 손실을 관찰할 수 있었으나, 매스틱 검 50 및 100 mg/kg 투여한 군에서 모두 control 그룹과 비교했을 때 손상이 회복되었음을 확인할 수 있었다. 위액 분비량 및 위액 산도를 비교한 결과에서도 알코올의 자극으로 인하여 증가한 위액 분비량과 위액 산도를 매스틱 검이 유의적으로 감소시켰음을 확인할 수 있었다. 혈장 histamine 농도와 그로 인해 영향을 받은 H2r 발현량 변화로 위산 분비 관련 인자를 확인한 결과에서도 매스틱 검을 투여한 그룹에서 유의적으로 그 농도가 감소한 것을 확인하였다. 또한 위 벽세포에서 위산 분비 증가와 관련된 수용체인 CCK2r과 $H^+/K^+$ APTase 발현 변화도 역시 매스틱 검의 투여가 효과적으로 발현을 억제한 것으로 나타났다. 이러한 동물실험 결과를 바탕으로 세포 수준에서의 기전 규명을 위한 연구를 추가적으로 진행하였으며, 세포 내 cAMP 농도, $H^+/K^+$ APTase 및 H2r의 발현 변화를 관찰한 결과 매스틱 검의 처리가 효과적으로 이들의 발현을 감소시켰음을 확인하였다. 따라서 매스틱 검의 위산 분비 억제 및 점막 보호 활성 효과는 형태학적 및 병리학적 관찰, histamine 분비 억제, 수용체 발현 억제효과 등으로 확인한 결과, histamine을 통한 위산 분비 경로를 조절함으로써 위산 분비 및 위장 점막 손상에 대해 보호 효과를 나타내었으며 이는 이전 실험 결과들과 동일한 농도에서 효과가 나타났음을 확인하였다.

• 한국식품위생안전성학회지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.260-265
• /
• 2011

Fe-NTA는 전립선에 산화 스트레스를 일으킨다고 보고되어 있으며, 본 연구자는 랫드에 항산화 효과가 있다고 알려진 차전초잎 추출물(P. asiatica leaf extract, PLE)올 1, 2 또는 4 g/kg body weight (b.w.) 1주일간 경구 투여하고 ferric nitrilotriacetate (Fe-NTA)의 복강 주사로 전립선에 손상을 일으킨 후 차전초가 전립선에서 산화 스트레스를 얼마나 억제하여 주는지를 항산화 바이오 마커들인 reduced glutathione (GSH), glutathione-S-transferase (GST), glutathione reductase (GR) 및 지질과산화물의 척도인 malondialdehyde (MDA)를 통해서 측정하였다. 전립선 기능 이상 시 증가되는 GSH 및 GR은 아무것도 처리하지 않은 대조군(193.84${\pm}$37.78 mmol/g tissue, 31.32${\pm}$3.85)에 비해 Fe-NTA로 산화스트레스를 유발한 그룹에서 101.89${\pm}$24.31, 15.74${\pm}$2.92mmol/g tissue 48%의 감소를 나타낸다. 반면 PLE 1 g/kg b.w.을 투여한 그룹에서는 GSH 및 GR 수치가 119.01${\pm}$1.23 mmol/g tissue와 19.24${\pm}$0.53 mmol/g tissue, 2 g/kg b.w.을 투여한 그룹에서는 150.80${\pm}$34.11 mmol/g tissue와 19.17${\pm}$3.31 mmol/g tissue 마지막으로 4 g/kg b.w. 투여 그룹에서는 182.99${\pm}$10.89와 26.88${\pm}$4.40 mmol/g tissue로 Fe-NTA만 처리한 그룹에 비해 농도 의존적으로 GSH와 GR 함량이 회복되는 경향을 보이며, 이는 GSH 함량이 농도에 따라 약 l.2, 1.5, 1.8배 증가, GR 함량이 약 1.2, 1.22, 1.7배 증가한 것이다. 이렇듯 정자 보호와 전립선 조직 세포 보호에 관련이 있는 GSH와 GR값이 유의적 차이로 회복되는 결과에 따라 PLE의 전립선 보호 효과를 확인하였다. 또한, 항산화의 또 다른 바이오 마커인 GST 값은 아무것도 처리하지 않은 그룹 96.11${\pm}$6.23 mmol/g tissue에 비해 Fe-NTA 만 처리한 그룹 53.29${\pm}$11.45 mmol/g tissue이 약 45% 정도 감소하였지만, PLE 1, 2 또는 4 g/kg b.w.을 투여 한 그룹에서 각각 65.74${\pm}$9.79 mmol/g tissue, 76.54${\pm}$4.44 mmol/g tissue, 91.66${\pm}$5.53 mmol/g tissue의 값을 나타내며 Fe-NTA에 의해 생성된 산화 스트레스의 자유라디칼을 효과적으로 억제함을 확인하였다. 또한, 전립선에서 철 이온에 의해 유도된 산화스트레스에 의해 발생된 지질과산화물을 측정하였을 때 Fe-NTA에 의해 산화 스트레스만 유발한 그룹은 192.74${\pm}$33.20mmol/g tissue로 대조군 그룹의 75.66${\pm}$14.90 mmol/g tissue 보다 2.55배 높은 MDA를 생성한 것으로 지질과산화가 많이 일어난 것을 확인하였으나, PLE 1, 2 또는 4 g/kg을 투여한 그룹의 MDA의 생성량은 137.84${\pm}$23.29, 125.16${\pm}$16.69, 85.98${\pm}$5.12 mmol/g tissue로 약 29%, 35%, 55% 감소한 것을 확인하였다. 랫드의 전립선에서, 독성을 유발하는 Fe-NTA를 투여 후 PLE를 투여하였을 때 전립선 인지질 막의 손상지표인 MDA의 농도 의존적 감소와 항산화 및 정자 보호의 전립선 기능의 지표인 GSH, GR의 값이 증가하였다. 위의 결과들을 종합하였을 때, 우리는 Fe-NTA가 전립선에서 산회스트레스를 유발하고, 전립선 인지질 막의 손상을 줄 수 있으며, PLE는 이러한 전립선 손상을 항산화 효과를 기본으로 하여 전립선 보호 효과가 있음을 확인하였다.